面向四足機(jī)器人發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管道主動(dòng)降噪技術(shù)的研究.pdf

1、伴隨著工業(yè)設(shè)備的急劇增加，主要是發(fā)動(dòng)機(jī)引擎、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、變壓器和壓縮機(jī)等，使得噪聲控制問(wèn)題在當(dāng)今變得越來(lái)越緊迫。目前，主動(dòng)噪聲控制技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，它具有體積小、效率高和造價(jià)低等特點(diǎn)，逐步完善和彌補(bǔ)了被動(dòng)降噪技術(shù)的不足，并在以發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的機(jī)器人系統(tǒng)上獲得迅速發(fā)展。針對(duì)四足機(jī)器人發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管道噪聲控制，管道構(gòu)型和聲學(xué)元件的安放位置對(duì)最終的降噪效果有重大影響。如何利用仿真分析合理設(shè)計(jì)管道結(jié)構(gòu)，并恰當(dāng)布放聲學(xué)元件是本課題重要

2、的研究方向。主動(dòng)噪聲控制從理論向工程應(yīng)用轉(zhuǎn)化的速度逐步加快，如何設(shè)計(jì)主動(dòng)降噪系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及選用合理的自適應(yīng)算法控制，是本文研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文進(jìn)行了結(jié)構(gòu)仿真和聲場(chǎng)仿真指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局，通過(guò) MATLAB仿真比較了離線辨識(shí)與在線辨識(shí)主動(dòng)噪聲控制系統(tǒng)的降噪性能，建立了模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來(lái)驗(yàn)證自適應(yīng)控制算法的有效性，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲獲得了較好的降噪效果。
　　首先，針對(duì)所要研究的一維管道進(jìn)行了仿真分析，主要包括管道結(jié)構(gòu)仿真和聲學(xué)仿真分析。通

3、過(guò)管道內(nèi)氣體的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)分析和穩(wěn)態(tài)熱固耦合計(jì)算，證實(shí)了偏置布置模型受溫度、流速影響較小，利于聲學(xué)元件的安放。然后進(jìn)行了聲學(xué)仿真分析，驗(yàn)證了一維管道模型滿足平面波的傳播條件，且不需要考慮聲振耦合所帶來(lái)的影響。
　　其次，為了能夠模擬發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管道噪聲，針對(duì)采集的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲進(jìn)行了頻譜分析，其頻率范圍作為仿真過(guò)程中噪聲設(shè)置的依據(jù)。進(jìn)而通過(guò) MATLAB對(duì)主動(dòng)噪聲控制進(jìn)行仿真，著重比較了基于FXLMS算法的在線辨識(shí)與離線辨識(shí)系統(tǒng)，最終確定了

4、以前饋 ANC結(jié)構(gòu)的離線辨識(shí)系統(tǒng)作為發(fā)動(dòng)機(jī)降噪的控制策略，并且分析了影響FXLMS算法性能的因素，為實(shí)驗(yàn)階段控制參數(shù)的調(diào)節(jié)提供依據(jù)。
　　最后，為了便于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管道噪聲進(jìn)行實(shí)際降噪實(shí)驗(yàn)，搭建了以LABVIEW為上位機(jī)的主動(dòng)噪聲控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過(guò)精確地辨識(shí)次級(jí)路徑為FXLMS算法的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。在相向布置平臺(tái)上，利用反相波形的疊加證實(shí)了主動(dòng)降噪的可行性；在偏置布置平臺(tái)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于FXLMS算法的主動(dòng)降噪系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)